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【關(guān)鍵詞】電子;電路設(shè)計(jì);常用;調(diào)試方法;步驟探討
伴隨時(shí)代的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人們?cè)絹碓疥P(guān)注社會(huì)生產(chǎn)力的提升。采取科學(xué)的方式進(jìn)行電子電路的設(shè)計(jì)與工作流程的部署和管理,能夠滿足當(dāng)下社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的基本需求,也能夠促進(jìn)行業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)步。當(dāng)下我國(guó)電子行業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中都越來越重視相關(guān)的技術(shù)升級(jí),采取高效率的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)模式才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)理論的進(jìn)一步應(yīng)用,也能夠滿足實(shí)際的生產(chǎn)工作需求。模擬的設(shè)計(jì)構(gòu)想在實(shí)踐工作的驗(yàn)證體系下常常顯示出各種問題,需要以更加科學(xué)、安全、有效的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)工作體系的完善,并在具體的工作當(dāng)中以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)論證設(shè)計(jì)理念,保證電子行業(yè)發(fā)展的前景要求。
1電子電路設(shè)計(jì)的原理
電子電路的設(shè)計(jì)工作具有相關(guān)的工作原理和原則,需要遵循一定的制度和規(guī)律進(jìn)行相關(guān)工作的設(shè)計(jì),以此實(shí)現(xiàn)對(duì)工作體系的完善性需求。首先,電子電路的設(shè)計(jì)工作原理要求,設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容需要符合整體性要求,在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中要針對(duì)電路工作的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)督與功能實(shí)踐。其次,設(shè)計(jì)的工作要保證具體功能的落實(shí),針對(duì)每個(gè)電路的工作職能進(jìn)行細(xì)致的劃分。再者,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的最優(yōu)化選擇,保證電路設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和完善性,在實(shí)際的工作應(yīng)用中具備可靠的特征。最后,應(yīng)當(dāng)實(shí)際的考量到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的價(jià)值和效益需求,進(jìn)行性價(jià)比的研究分析并最終完成設(shè)計(jì)。
2電子電路設(shè)計(jì)的流程
電子電路的設(shè)計(jì)工作流程比較復(fù)雜,具體的工作內(nèi)容也具有較高的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性。在實(shí)際工作進(jìn)行的過程當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)重視對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的確認(rèn),在具體工作中明確電子功能的設(shè)計(jì)。針對(duì)電子產(chǎn)品的核心功能應(yīng)用進(jìn)行整體的考量,設(shè)計(jì)的電路能夠符合單一操作的要求,進(jìn)行優(yōu)化的職能選擇。在設(shè)計(jì)形成初期進(jìn)行整體研究,包含對(duì)電子電路的測(cè)試實(shí)踐。重視對(duì)電子電路的調(diào)試和功能定位,保證未來工作進(jìn)行的順利要求。重視電子電路功能的設(shè)計(jì)才是保證產(chǎn)品能夠高效率工作和服務(wù)的基礎(chǔ),也是確認(rèn)核心功能和輔助功效的重要工作內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)初期的檢查和測(cè)試,能夠保證設(shè)備未來使用的優(yōu)越性。
3調(diào)試儀器概述
具體的電子電路設(shè)計(jì)功能測(cè)試與調(diào)節(jié)工作要求的比較準(zhǔn)確和細(xì)致,在實(shí)際的工作過程當(dāng)匯總需要進(jìn)行相關(guān)儀器的使用和完善,避免當(dāng)中一些環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。在調(diào)試儀器使用的過程中涉及到眾多的零部件,包含萬(wàn)能用的工具表,顯示波動(dòng)幅度的器械,以及信號(hào)發(fā)出的設(shè)備等。針對(duì)具體的調(diào)試工作進(jìn)行觀察,玩能用的工具表主要是為了測(cè)量設(shè)備使用期間的電流量和電壓力,以及存在的電阻等元素。顯示波動(dòng)幅度的器械主要是為了更準(zhǔn)確的測(cè)量信號(hào),關(guān)注波動(dòng)變化。信號(hào)的發(fā)出設(shè)備是為了在監(jiān)測(cè)過程中收集信息,確定監(jiān)測(cè)工作準(zhǔn)確性和保證基本交流。
4電子電路調(diào)試具體流程
電子電路的調(diào)試工作可以劃分為諸多細(xì)致的流程,在具體工作開展的過程中還需要進(jìn)行整體工作的完善和優(yōu)化。調(diào)試的工作需要進(jìn)行電路的線路監(jiān)測(cè),在實(shí)際的工作驗(yàn)收中觀察通電的效果。調(diào)試的工作還需要確保對(duì)電子設(shè)備的功能監(jiān)測(cè),保證實(shí)際的工作過程能夠正常的運(yùn)作,充分實(shí)現(xiàn)對(duì)信息傳播的要求。在實(shí)際工作開展的過程當(dāng)中要進(jìn)行電源的調(diào)試,減少工作阻礙,進(jìn)行指標(biāo)的規(guī)范和數(shù)據(jù)的驗(yàn)收。除此之外,調(diào)試工作還可以劃分為兩種方式,分別是整體和分區(qū)域的調(diào)試工作。細(xì)致的劃分主要是為了給保證驗(yàn)收工作的嚴(yán)謹(jǐn)性要求。最后需要針對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè),考量實(shí)際工作需求進(jìn)行優(yōu)化處理。
5調(diào)試工作需要重視問題
在調(diào)試工作進(jìn)行過程當(dāng)中還需要重視對(duì)工作細(xì)節(jié)的優(yōu)化處理,保證人員施工的科學(xué)性安排,在實(shí)際的操作過程當(dāng)中需要進(jìn)行設(shè)備功能的優(yōu)化,確保功能的準(zhǔn)確性要求。重視對(duì)細(xì)節(jié)工作的監(jiān)督和管理,在調(diào)試的信息記錄中掌握數(shù)據(jù)中存在的差異,為維護(hù)系統(tǒng)工作提供良好的基礎(chǔ),也有助于及時(shí)的解決系統(tǒng)工作出現(xiàn)的問題。除此之外,還需要認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)調(diào)試工作反復(fù)執(zhí)行的重要性,針對(duì)測(cè)量工作進(jìn)行反復(fù)的操作才能夠保證電子電路的設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)需求。
6結(jié)論
綜上所述,本次研究針對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的相關(guān)工作展開分析和研究,希望在實(shí)際的工作過程當(dāng)中掌握實(shí)踐的工作經(jīng)驗(yàn),在未來的電子電路設(shè)計(jì)工作當(dāng)中采取先進(jìn)的科學(xué)手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)工作內(nèi)容的整合,滿足時(shí)展的進(jìn)步要求。在傳統(tǒng)電子電力設(shè)計(jì)的相關(guān)工作基礎(chǔ)上實(shí)施切實(shí)有效的完善策略,保證基本工作的流暢性原則,在實(shí)施科學(xué)有效的方式和方法進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)工作的管理,滿足實(shí)際工作的需要,進(jìn)行不同線路的測(cè)試和驗(yàn)收,保證電子電線設(shè)計(jì)工作的優(yōu)越功能。重視對(duì)電子電路工作的設(shè)計(jì)工作,在實(shí)際工作開展的過程中進(jìn)行調(diào)試工作的監(jiān)督與管理,進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化生產(chǎn)效率的提升。
參考文獻(xiàn)
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1.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與要求
本課程的重點(diǎn)是電路設(shè)計(jì),內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)制作較為復(fù)雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實(shí)驗(yàn)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求,通過電路方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、電路安裝調(diào)試和指標(biāo)測(cè)試、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等過程,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,提高電路設(shè)計(jì)水平和實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)踐中著重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的能力。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生根據(jù)題目要求,通過查閱資料、調(diào)查研究等,獨(dú)立完成方案設(shè)計(jì)、元器件選擇、電路設(shè)計(jì)、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標(biāo)測(cè)試,并獨(dú)立寫出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、文理通順的?shí)驗(yàn)報(bào)告。
具體地說,學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐,應(yīng)達(dá)到以下基本要求:建立電子系統(tǒng)的概念,綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)完成一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì);掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法,了解電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù);進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關(guān)資料和使用器件手冊(cè)的基本方法;掌握用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)與仿真電路系統(tǒng)的基本方法;進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告;培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
2.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下,學(xué)生獨(dú)立完成課題,達(dá)到對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練,要求本課程設(shè)計(jì)涵蓋模擬電路知識(shí)和數(shù)字電路知識(shí),因此課程設(shè)計(jì)的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。教學(xué)環(huán)節(jié)可以分為以下四個(gè)部分。
2.1課堂講授。
課程設(shè)計(jì)開始前,需要確定指導(dǎo)老師。由指導(dǎo)老師通過兩學(xué)時(shí)的教學(xué),明確課程設(shè)計(jì)的要求,主要內(nèi)容包括課程介紹、教學(xué)安排、成績(jī)?cè)u(píng)定方法等。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中,指導(dǎo)老師介紹課題的基本情況與要求,要求學(xué)生從多個(gè)課題中選擇一個(gè)。
2.2設(shè)計(jì)與調(diào)試環(huán)節(jié)。
2.2.1前期準(zhǔn)備、方案及電路設(shè)計(jì)。
前期準(zhǔn)備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設(shè)計(jì)、電路仿真等。在確定方案時(shí)要求學(xué)生認(rèn)真閱讀教材,根據(jù)技術(shù)指標(biāo),進(jìn)行方案分析、論證和計(jì)算,獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作內(nèi)容如下:題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、具體電路設(shè)計(jì)。學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì),通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對(duì)方案中單元電路進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算,稱為預(yù)設(shè)計(jì)階段,包括元器件的選用和電路參數(shù)的計(jì)算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)的30%。
2.2.2在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路安裝、調(diào)試,指標(biāo)測(cè)試等。
在安裝與調(diào)試這個(gè)階段,要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行安裝和調(diào)試,達(dá)到任務(wù)書的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。預(yù)設(shè)計(jì)經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后,學(xué)生即可購(gòu)買所需元器件等材料,并在實(shí)驗(yàn)箱上或試驗(yàn)板上組裝電路。運(yùn)用測(cè)試儀表調(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路(并制作相應(yīng)電路板),使之達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。此階段往往是課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn),所需時(shí)間約占總學(xué)時(shí)的50%。
2.3撰寫總結(jié)報(bào)告,總結(jié)交流與討論。
撰寫課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告是對(duì)學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報(bào)告能力的訓(xùn)練。學(xué)生寫報(bào)告,不僅要對(duì)設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié),而且要把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度??偨Y(jié)報(bào)告應(yīng)包括以下方面:系統(tǒng)任務(wù)與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應(yīng)對(duì)以下幾部分進(jìn)行說明:設(shè)計(jì)進(jìn)程記錄,設(shè)計(jì)方案說明、比較,實(shí)際電路圖,功能與指標(biāo)測(cè)試結(jié)果,存在的問題及改進(jìn)意見,等等??偨Y(jié)報(bào)告具體內(nèi)容如下:課題名稱、內(nèi)容摘要、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求、比較和選擇設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調(diào)試的內(nèi)容,包括使用的主要儀器和儀表;調(diào)試電路的方法和技巧;測(cè)試的數(shù)據(jù)和波形并與計(jì)算結(jié)果比較分析;調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法。總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn),指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值,列出系統(tǒng)需要的元器件清單,列出參考文獻(xiàn),收獲、體會(huì),并對(duì)本次設(shè)計(jì)提出建議。
2.4成績(jī)?cè)u(píng)定。
課程的實(shí)踐性不僅體現(xiàn)實(shí)際操作能力,而且體現(xiàn)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)和分析的能力。因此,課程設(shè)計(jì)的考核分為以下部分:設(shè)計(jì)方案的正確性與合理性。設(shè)計(jì)成品:觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,是否達(dá)到技術(shù)要求。(安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力)實(shí)驗(yàn)報(bào)告:實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)具有設(shè)計(jì)題目、技術(shù)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)方案、測(cè)試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會(huì)等。課程設(shè)計(jì)答辯:考查學(xué)生實(shí)際掌握的能力和表達(dá)能力,設(shè)計(jì)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神及創(chuàng)新精神,等等。
3.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的步驟
在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論課程教學(xué)中,通常只介紹單元電路的設(shè)計(jì)。然而,一個(gè)實(shí)用的電子電路通常是由若干個(gè)單元電路組成的。通常將規(guī)模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅包括單元電路的設(shè)計(jì),還包括總體電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)(總體電路由哪些單元電路構(gòu)成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成電路大量涌現(xiàn),電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了單元電路的設(shè)計(jì)外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來越重要,不過從教學(xué)訓(xùn)練角度出發(fā),課程設(shè)計(jì)仍應(yīng)保留一定的單元電路內(nèi)容。電子系統(tǒng)分為模擬型、數(shù)字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的方法有所不同(尤其單元電路的設(shè)計(jì)),但總體電路的設(shè)計(jì)步驟是基本相同的。電子電路的一般設(shè)計(jì)方法與步驟包括:總體方案的設(shè)計(jì)與方案論證、單元電路的設(shè)計(jì)、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關(guān)鍵電路試驗(yàn)、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。
關(guān)鍵詞 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì);實(shí)踐能力;創(chuàng)新思維
中圖分類號(hào):G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2017)02-0113-02
Reform and Practice of Integrated Design of Electronic Techno-logy//ZHOU Tao, ZHANG Ruimin, LIU Qiao, LI Shuanming, ZHONG Furu
Abstract This article introduces the curriculum reform and practice from the aspects of teaching goal, teaching content, teaching imple-mentation, teaching method, examination method and teaching effect. The reform of the integrated design course of electronic tech-nology will be beneficial to the improvement of students’ practical ability, and to cultivate the students’ innovative thinking.
Key words integrated design of electronic technology; practical ability; innovative thinking
1 引言
隨著石河子大學(xué)人才培養(yǎng)模式的不斷改革,以及社會(huì)對(duì)高等教育培養(yǎng)具備實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維人才目標(biāo)要求的提出,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)作為工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的重要組成部分[1],成為當(dāng)下大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)類課程,是電子技術(shù)人才培養(yǎng)成長(zhǎng)的必由之路。由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自行制作和自行調(diào)試電子電路,旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握綜合模擬、數(shù)字、高頻電路知識(shí),解決電子信息方面常見實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計(jì)與EDA(Electronic Design Automation)調(diào)試工具的使用方法,以及開展項(xiàng)目管理的基本方法。
2 現(xiàn)狀
以往的教學(xué)安排中主要側(cè)重電子電路的設(shè)計(jì)和仿真,留給學(xué)生自己用于思考和設(shè)計(jì)的時(shí)間有限,設(shè)計(jì)基本停留在紙上和計(jì)算機(jī)上。因此,教學(xué)效果很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。雖然W生在參加接下來的相關(guān)課程的課程設(shè)計(jì)、大學(xué)生訓(xùn)練計(jì)劃、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)理論分析能力得到提高,但實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)卻出現(xiàn)大量問題很難得到快速解決的現(xiàn)象。所以,這種教學(xué)模式不再適應(yīng)目前新的人才培養(yǎng)方案對(duì)于電子信息工程專業(yè)提出的要求以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
3 課程改革探索與實(shí)踐
電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)課程的改革與探索主要從課程教學(xué)目標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)實(shí)施、教學(xué)方法、考核方法和教學(xué)效果等幾個(gè)方面進(jìn)行。
課程目標(biāo) 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)將學(xué)生已學(xué)過的電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路以及高頻電路等課程的知識(shí)綜合運(yùn)用在該課程中[2],從而培養(yǎng)學(xué)生具備電子元器件的識(shí)別和選擇,電子電路仿真和電路設(shè)計(jì)軟件的使用,電子電路的分析和設(shè)計(jì)以及實(shí)際應(yīng)用電路項(xiàng)目的開發(fā)、管理等綜合能力,使學(xué)生切實(shí)經(jīng)歷從原來課本上的電路到EDA軟件的仿真電路再到實(shí)際看得到、摸得著的電路的實(shí)現(xiàn)過程。該課程是對(duì)現(xiàn)有課程體系的完善和補(bǔ)充[3],幫助學(xué)生拓展視野,提升學(xué)生參加課外科技活動(dòng)、校級(jí)SRP(Student Research Project)活動(dòng)、國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃以及全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等專業(yè)競(jìng)賽的興趣和畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量與水平。
教學(xué)內(nèi)容 課程的主要內(nèi)容按照基本知識(shí)驗(yàn)證、專業(yè)知識(shí)綜合、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的原則進(jìn)行安排,主要包括:常用電子元器件基礎(chǔ)知識(shí);常用電子測(cè)量?jī)x表的使用;電路仿真軟件的使用;印刷電路板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案提出、論證、設(shè)計(jì)、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試;撰寫總結(jié)報(bào)告、答辯等。
1)常用電子元器件基礎(chǔ)知識(shí):主要講解電阻、電容、電感、電位器、變壓器等常用元件的區(qū)分,還包括一些電子常用術(shù)語(yǔ),比如單面板、雙面板、焊盤、焊接面、虛焊、橋接等。
2)常用電子測(cè)量?jī)x表的使用:包括萬(wàn)用表、示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源的基本使用方法。
3)電路仿真軟件的使用:主要講解電路仿真軟件Multisim的使用。
4)印刷電路板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn):Altium Designer軟件中電路原理圖的繪制和PCB圖的繪制方法。
5)電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案提出、論證、設(shè)計(jì)、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試:對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行分組,四個(gè)人一組,每組一個(gè)設(shè)計(jì)題目,每組經(jīng)過方案的提出、討論、修改、教師審核、論證后設(shè)計(jì)出電路仿真圖,仿真沒有問題后設(shè)計(jì)PCB圖,然后制成單面板進(jìn)行元件焊接、調(diào)試。
6)撰寫總結(jié)報(bào)告、答辯:系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,每組撰寫總結(jié)報(bào)告,提出系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)不足,以及設(shè)計(jì)過程中自己的心得體會(huì),最后制作幻燈片進(jìn)行課程匯報(bào)答辯。
教學(xué)實(shí)施 在完成各個(gè)教學(xué)內(nèi)容時(shí),課程采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí),實(shí)踐能力也得到不同程度的提高。整個(gè)教學(xué)過程分為4個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行,通過項(xiàng)目的完成,學(xué)生逐步完成課程的學(xué)習(xí),綜合能力也在不知不覺中得到鍛煉。
1)基本元件及電路測(cè)試項(xiàng)目。教學(xué)內(nèi)容的前兩部分講解完成后,要求每個(gè)學(xué)生進(jìn)行基本元件參數(shù)的測(cè)試、電路虛焊、雙面板線路測(cè)試等。通過該項(xiàng)目,學(xué)生掌握電子元件與電路測(cè)試的基本方法和常用測(cè)量?jī)x器的使用方法。
2)電子電路設(shè)計(jì)和仿真項(xiàng)目。在該項(xiàng)目中,教師首先講解電路仿真軟件Multisim的使用方法,然后以實(shí)例設(shè)計(jì)一個(gè)兩級(jí)晶體管放大電路。在此過程中,教師從元件參數(shù)的選取、放大倍數(shù)的計(jì)算、系統(tǒng)測(cè)試和修改等方面給學(xué)生進(jìn)行講解。講解完成后,學(xué)生參考實(shí)例設(shè)計(jì)一個(gè)放大倍數(shù)不同的晶體管放大電路作為練習(xí)。練習(xí)完成后,全體學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)波形發(fā)生電路用來產(chǎn)生方波、三角波信號(hào)。學(xué)生設(shè)計(jì)過程中可相互交流,碰到問題可詢問教師,最終完成項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。該項(xiàng)目完成后,學(xué)生可以掌握電路仿真軟件的使用方法和電路設(shè)計(jì)的基本原則。
3)電子電路制板與焊接調(diào)試項(xiàng)目。前兩階段的項(xiàng)目完成后,教師講解電路制板軟件Altium Designer的使用方法和手工腐蝕法制作單面電路的流程,講解和制作過程以上一個(gè)項(xiàng)目中的兩級(jí)晶體管放大電路為例,講解的過程中學(xué)生如果有問題可隨時(shí)提出,教師進(jìn)行解答。最終要求學(xué)生自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)兩級(jí)晶體管放大電路的印刷電路板的繪制,以及電路的腐蝕、焊接、通電調(diào)試。通過該項(xiàng)目,學(xué)生掌握了電子電路從書本的理論知識(shí)到實(shí)物實(shí)現(xiàn)的過程。
4)C合設(shè)計(jì)與總結(jié)項(xiàng)目。學(xué)生按學(xué)號(hào)進(jìn)行隨機(jī)選題,題目?jī)?nèi)容涵蓋模擬電路(如連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源)、數(shù)字電路(如循環(huán)彩燈控制器)、高頻電路(如小信號(hào)阻容耦合放大電路設(shè)計(jì))。題目選定后,題目相同的學(xué)生分成一組,組建項(xiàng)目小組。項(xiàng)目組成員提出設(shè)計(jì)方案,經(jīng)過理論論證,設(shè)計(jì)完成仿真電路和PCB電路,然后采用手工腐蝕法實(shí)現(xiàn)電路系統(tǒng)的板面布線,最后進(jìn)行元件焊接和調(diào)試。系統(tǒng)完成后,整個(gè)課程基本接近尾聲,每組學(xué)生要對(duì)自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行匯報(bào)答辯。通過該項(xiàng)目,學(xué)生掌握了復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),以及團(tuán)隊(duì)合作完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)、管理、總結(jié)的過程。
教學(xué)方法 課程的教學(xué)方法,打破傳統(tǒng)理論課程完全靠教師講授以及實(shí)驗(yàn)課程以學(xué)生動(dòng)手為主的模式,采用教師講授、項(xiàng)目訓(xùn)練、學(xué)生參與設(shè)計(jì)和討論、分析講解和答辯的形式。學(xué)生有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的觀點(diǎn)和設(shè)計(jì)思路,充分調(diào)動(dòng)積極參與的興趣。
考核方法 課程的總評(píng)成績(jī)由5個(gè)部分組成:考勤10%+課程表現(xiàn)10%+項(xiàng)目完成情況30%+課程答辯情況20%+課程報(bào)告30%。新的考核標(biāo)準(zhǔn)打破原來課程總評(píng)成績(jī)主要由平時(shí)成績(jī)、設(shè)計(jì)成績(jī)兩部分組成的模式,主要以學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中的參與度和完成度作為考量,注重學(xué)生實(shí)踐能力和綜合能力的培養(yǎng)。
教學(xué)效果 經(jīng)過兩周的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)訓(xùn)練和實(shí)踐環(huán)節(jié)的總結(jié),學(xué)生對(duì)于測(cè)量?jī)x器的使用更加熟練,對(duì)常用電子元器件的選用和封裝了解得更為清楚,對(duì)電子電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)更加有信心,分析問題、解決問題的能力得到了很大的提高。
4 結(jié)論
課程改革和實(shí)踐在石河子大學(xué)電子信息工程2012級(jí)、2013級(jí)和2014級(jí)為期兩周的電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)課程中進(jìn)行,學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容安排和各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)比較歡迎,加大了學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程實(shí)施的整個(gè)過程側(cè)重基礎(chǔ)能力培養(yǎng),將項(xiàng)目管理理念貫穿整個(gè)課程的始終,加大創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和課外科技活動(dòng)中凸顯了較強(qiáng)的實(shí)踐和創(chuàng)新能力?!?/p>
參考文獻(xiàn)
[1]吳大鵬,黃沛昱.“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”課程建設(shè)探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2014,36(6):41-43.
關(guān)鍵詞:多媒體;仿真;電路
中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2013) 06-0172-02
隨著半導(dǎo)體集成和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,集成電路的品種和數(shù)量與日俱增,應(yīng)用也越來越廣泛,集成電路變得無(wú)處不在。集成電路的使用大大簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì),并且使系統(tǒng)及設(shè)備的性能指標(biāo)得到了很大提高?!都呻娐吩砼c應(yīng)用》課程作為電子測(cè)量技術(shù)與儀器專業(yè)的一門職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,其內(nèi)容涵蓋電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)等多門課程[1]。在本課程的教學(xué)中,我們充分利用了多媒體教學(xué)方式,以動(dòng)畫形式展現(xiàn)集成電路的相關(guān)知識(shí),大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,大大豐富了教學(xué)內(nèi)容,同時(shí),我們充分利用了計(jì)算機(jī)軟件仿真技術(shù),將集成電路的典型應(yīng)用電路通過ProtelDXP進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),擺脫了有限的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的限制,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)集成電路相關(guān)知識(shí)的同時(shí)掌握了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助工具,最后,我們給予了學(xué)生在萬(wàn)能板上實(shí)現(xiàn)電子電路的機(jī)會(huì),學(xué)生通過親身體驗(yàn)制作和調(diào)試電子電路的過程,讓學(xué)生具備了一定的分析問題和解決問題的能力,同時(shí)收獲了通過自己努力實(shí)現(xiàn)目標(biāo)之后的成就感。經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐表明,本課程的教學(xué)內(nèi)容容易實(shí)現(xiàn),安排合理,學(xué)生參與的積極性高,取得了很好的教學(xué)效果。
一、教學(xué)內(nèi)容的安排
本課程的內(nèi)容繁雜,講授時(shí)間有限,因此結(jié)合我院電子測(cè)量技術(shù)與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求,將本課程的教學(xué)目標(biāo)定位于應(yīng)用,教學(xué)的重點(diǎn)在于典型集成電路芯片及其典型應(yīng)用電路的分析講解、仿真和制作。首先應(yīng)用線性集成穩(wěn)壓器制作出5~15V可調(diào)穩(wěn)壓電源,以供后續(xù)的集成電路應(yīng)用電路使用。接著應(yīng)用運(yùn)放集成電路、定時(shí)集成電路、功放集成電路、非門集成電路和與非門集成電路制作出貼近生活的電子電路。具體教學(xué)內(nèi)容如表1所示。
二、教學(xué)實(shí)施的特色
(一)充分利用多媒體教學(xué)方式
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,我們已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)信息化的時(shí)代,多媒體已經(jīng)廣泛的用于教學(xué)領(lǐng)域。多媒體教學(xué)以聲音、圖片、動(dòng)畫等豐富的媒體形式最大程度地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的視聽感官系統(tǒng),充分展示了教學(xué)手段的多樣化,改變了傳統(tǒng)的“一張嘴一支粉筆一塊黑板”的教學(xué)模式,為現(xiàn)代教育改革注入了新的生機(jī)和活力,從而為本課程改善教學(xué)效果帶來了福音。
本課程所涉及的集成電路芯片眾多,受到經(jīng)費(fèi)的限制,不可能一一購(gòu)買給學(xué)生展示,但是采用多媒體教學(xué)方式后,就可以將典型芯片的圖片一一展示給學(xué)生,大大降低了教學(xué)成本,同時(shí)也豐富了學(xué)生的視野。另外,有些集成電路的典型應(yīng)用電路很多,如果采用板書的方式,受到課時(shí)的限制,不可能一一給學(xué)生講解,但是多媒體教學(xué)可以迅速地把課程資源顯現(xiàn)在學(xué)生面前,可以大大節(jié)省教師板書的時(shí)間,使教師可以傳授更多的知識(shí),從而提高教學(xué)效率。同時(shí),在電路的展示中配以動(dòng)畫,豐富了電路的生命力,從而大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
(二)充分利用計(jì)算機(jī)軟件仿真技術(shù)
隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)的聯(lián)系越來越緊密。作為以社會(huì)需求為第一要?jiǎng)?wù)的高職教育,在《集成電路原理與應(yīng)用》課程的教學(xué)中,我們充分利用現(xiàn)有硬件條件,充分利用計(jì)算機(jī)軟件仿真技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用集成電路設(shè)計(jì)和分析電子電路的能力。
我們?cè)诮虒W(xué)中使用的軟件是ProtelDXP,學(xué)生已經(jīng)在前續(xù)《電子CAD》課程中學(xué)習(xí)了如何使用該軟件設(shè)計(jì)和仿真電子電路。使用ProtelDXP作電路仿真的基本流程[2]如圖1所示。
在本課程的學(xué)習(xí)中,學(xué)生在ProtelDXP中通過選擇元器件、連接電路、確定元器件參數(shù)實(shí)現(xiàn)集成電路的應(yīng)用電路,還可以方便地對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試和修改,有助于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考的能力,而且可以將本專業(yè)所開設(shè)的課程聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)幾門課程之間的融會(huì)貫通,促使學(xué)生學(xué)好相關(guān)專業(yè)課程,并且做到學(xué)以致用。
(三)動(dòng)手制作電子電路
電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作要求學(xué)生有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力,因此,在本課程的教學(xué)中,全班學(xué)生以小組(一般4-5人一組)為單位,要求學(xué)生在已經(jīng)繪制好的電路原理圖基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出單面PCB圖,然后在萬(wàn)能板上制作出相應(yīng)的電子電路。
學(xué)生在電路原理圖和單面PCB圖的指導(dǎo)下焊接并調(diào)試電路。在整個(gè)制作和調(diào)試過程中,教師主要起指導(dǎo)作用,在必要時(shí)幫學(xué)生分析故障產(chǎn)生的原因,而學(xué)生才是主體,一切問題得由學(xué)生自己動(dòng)手解決,從而大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。
制作和調(diào)試電路在整個(gè)教學(xué)過程中占用時(shí)間是最多的,無(wú)論多么簡(jiǎn)單的電路,總是會(huì)有個(gè)別小組出現(xiàn)問題。但是,學(xué)生正是在不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。另外,電路的調(diào)試離不開常用電子儀器儀表如萬(wàn)用表、示波器等的輔助,這也讓學(xué)生實(shí)際體會(huì)到了在《電子測(cè)量技術(shù)》課程所學(xué)習(xí)知識(shí)的實(shí)用價(jià)值。
三、結(jié)束語(yǔ)
在本課程的教學(xué)中,通過任務(wù)引領(lǐng),結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),學(xué)生在學(xué)中做,做中學(xué)[3],學(xué)做結(jié)合,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,學(xué)生的出勤率很高,而且參與率很高。學(xué)生通過動(dòng)手制作和調(diào)試電路,學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力有了較大提高,從一開始遇到問題不知如何是好,到最后能夠查找電路中的簡(jiǎn)單故障,可見學(xué)生解決問題的能力有了一定的提高。但是,也存在一些問題。首先,本課程的教學(xué)對(duì)教師的要求較高,教師不僅要具備深厚的理論知識(shí)水平,還要了解集成電路在實(shí)際應(yīng)用中的情況,這就需要加強(qiáng)與企業(yè)間的聯(lián)系,在這方面需要進(jìn)一步加強(qiáng)。其次,在當(dāng)前的教學(xué)中,受到成本和課時(shí)的限制,集成電路芯片多采用引腳數(shù)量少的插針式元件,避免使用引腳數(shù)量多或貼片封裝形式的元件,這與當(dāng)前集成電路在實(shí)際使用中情況有點(diǎn)相悖,在今后的教學(xué)中需要改進(jìn)。
參考文獻(xiàn):
[1]向繼文,劉昕.“集成電路原理及應(yīng)用”教學(xué)改革[J].中國(guó)電力教育,2011,193(6):179-180
1通信電子電路教學(xué)改革的必要性
通信電子電路是通信、電子、測(cè)控等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。它的主要內(nèi)容包括:小信號(hào)調(diào)諧放大器,高頻調(diào)諧功率放大器,正弦波振蕩器,振幅調(diào)制及其解調(diào),振幅調(diào)制及其解調(diào),角度調(diào)制及其解調(diào),混頻器,變頻器,鎖相環(huán)路等。課程涉及的知識(shí)面廣,與許多課程聯(lián)系緊密,理論性強(qiáng),內(nèi)容較為抽象,實(shí)驗(yàn)難度大,授課時(shí)間少;它不僅要求學(xué)習(xí)者掌握好低頻電子線路理論和電子器特性的相關(guān)知識(shí),而且要求學(xué)習(xí)者具有較好的非線性數(shù)學(xué)分析能力[2~3]。本文結(jié)合學(xué)校自身的情況和要求,對(duì)通信電子電路實(shí)踐教學(xué)遇到的部分問題提出改革的建議。
2加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容和其它相關(guān)課程的聯(lián)系,提高教師教學(xué)水平
首先,通信電子電路作為高校中講授通信電路基本組成和工作原理的課程,與高等數(shù)學(xué)、低頻電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理等多門課程的知識(shí)體系都存在一定的交叉。在理論教學(xué)中兼顧必要的理論知識(shí)講解,重視實(shí)際應(yīng)用的同時(shí)不拘泥教材內(nèi)容,適當(dāng)引入新知識(shí),摒棄目前不常用的知識(shí),授課過程中避免進(jìn)行繁瑣數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),重點(diǎn)突出對(duì)通信電子電路概念的物理含義的理解和電路工作基本原理的理解以及通信電路實(shí)際應(yīng)用的學(xué)習(xí),從而達(dá)到授課事半功倍的良好效果。對(duì)于通信電子電路課程存在:課時(shí)少、課程涉及內(nèi)容廣、理論較復(fù)雜、概念抽象、內(nèi)容理解困難等問題,教師不僅需要對(duì)通信電子電路的課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的更新和優(yōu)化,而且需要提高教師的教學(xué)理論水平和加強(qiáng)教師實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)能力。本著“理論和實(shí)踐相結(jié)合”的理念,強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)的同時(shí)注重教學(xué)過程中的實(shí)踐環(huán)節(jié),不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,而且能促進(jìn)和強(qiáng)化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握。
3重視電子輔助設(shè)計(jì)的創(chuàng)新教學(xué),提高學(xué)生動(dòng)手能力
通常在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主,缺少創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。通常學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)電路,儀器設(shè)備和較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟,通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證通信電子電路的有關(guān)理論知識(shí),最終達(dá)到鞏固基本知識(shí)和基本理論目的。由于實(shí)驗(yàn)通常在實(shí)驗(yàn)箱中完成,受到元件和實(shí)驗(yàn)箱電路的限制,一般給學(xué)生提供的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)空間很小,通常學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性不是很高。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和目前通信的快速發(fā)展趨勢(shì),我們編寫了實(shí)用的通信電路仿真軟件實(shí)驗(yàn)教材。通過EDA軟件工具,學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)上搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)通信電路進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、調(diào)試和性能評(píng)估,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形象、生動(dòng)、易懂,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到提高,學(xué)生的思維得到開拓。通過軟件的使用,學(xué)生不僅在有限的時(shí)間內(nèi)輕松鞏固通信電子電路的理論知識(shí),而且培養(yǎng)了實(shí)際的動(dòng)手能力。同時(shí)我們可以將仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來,在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)前,讓學(xué)生根據(jù)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的具體要求,先使用軟件工具對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行仿真,初步了解本次實(shí)驗(yàn)的原理和基本內(nèi)容,然后在本次實(shí)驗(yàn)做的過程中,比較仿真與本次實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的差別,積極分析產(chǎn)生差別的原因,通過傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,充分利用各自的優(yōu)勢(shì),相互彌補(bǔ)各自的不足,學(xué)生解決通信電路問題的能力和實(shí)際制作通信電路的能力得到了提高,同時(shí)理論知識(shí)得到了鞏固和升華。
4側(cè)重教學(xué)和實(shí)訓(xùn)緊密結(jié)合,加強(qiáng)教學(xué)相長(zhǎng)
學(xué)生完成了整個(gè)課程理論課程和實(shí)驗(yàn)課程后,我們安排了通信電子電路課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行的綜合性實(shí)踐訓(xùn)練,目的是為了提高學(xué)生實(shí)踐能力。在為期兩周的綜合性實(shí)踐訓(xùn)練的課程中,我們要求學(xué)生在所學(xué)的通信電路的基本原理和基本單元電路基礎(chǔ)上,緊密聯(lián)系實(shí)際,自己動(dòng)手搭建通信電路系統(tǒng)。在課程設(shè)計(jì)過程中,我們堅(jiān)持以學(xué)生為本,主張學(xué)生自擬題目,指導(dǎo)老師審核,或者指導(dǎo)老師提供一些難度適中的參考題目由學(xué)生選擇。在整個(gè)課程中,學(xué)生首先通過系統(tǒng)的功能框圖畫出相應(yīng)的電路原理圖,其次運(yùn)用EDA仿真軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和電路性能的分析與仿真,最后使用元器件搭建相應(yīng)的硬件電路,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。通過通信電子電路課程設(shè)計(jì),學(xué)生能夠掌握所學(xué)各環(huán)節(jié)知識(shí),同時(shí)具備了對(duì)通信電路的較高的分析能力、設(shè)計(jì)能力和評(píng)估能力。同時(shí)學(xué)生的分析問題、解決問題、設(shè)計(jì)電路的能力有質(zhì)的飛躍,從由元件到電路,最終達(dá)到了系統(tǒng)級(jí)的認(rèn)識(shí)。通過對(duì)通信電路的設(shè)計(jì)、搭建和調(diào)試,學(xué)生會(huì)遇到理論教學(xué)中,甚至實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中一些意想不到的許多實(shí)際問題,通過和教師共同積極的解決這些實(shí)際問題,不僅提高學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及工程應(yīng)用能力,而且加強(qiáng)了教師的指導(dǎo)能力,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng)。
5參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合,推動(dòng)其課程教學(xué)、教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。競(jìng)賽的特色是與理論聯(lián)系實(shí)際學(xué)風(fēng)建設(shè)緊密結(jié)合,競(jìng)賽內(nèi)容既有理論設(shè)計(jì),又有實(shí)際制作,以全面檢驗(yàn)和加強(qiáng)參賽學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐創(chuàng)新能力。我校通過參加了4屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,取得了傲人的成績(jī),培養(yǎng)了一大批既有扎實(shí)的理論知識(shí),又有較高實(shí)踐創(chuàng)新能力的大學(xué)生,同時(shí)促進(jìn)了學(xué)校的教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。
1方案
我們的方案是:利用Proteus構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室,教師給出設(shè)計(jì)任務(wù)書,學(xué)生在PC機(jī)上根據(jù)任務(wù)書在Proteus上設(shè)計(jì)電路,并利用系統(tǒng)提供的功能完成電氣檢查及仿真調(diào)試,當(dāng)仿真結(jié)果滿足任務(wù)書要求后,再在面包板上進(jìn)行實(shí)物的安裝調(diào)試。下面以數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)為例加以說明。
1.1進(jìn)行Proteus軟件的講授
Proteus軟件與學(xué)生之前學(xué)過的Protel99se具有相似之處,其電路原理圖的設(shè)計(jì)流程是一致的,都包含新建設(shè)計(jì)文檔、設(shè)置編輯環(huán)境、放置元器件、原理圖布線、建立網(wǎng)絡(luò)表、電氣檢查、仿真、存盤輸出的基本過程。在教學(xué)中應(yīng)充分利用知識(shí)的遷移作用,把Proteus與Protell99聯(lián)系起來,使新舊知識(shí)建立聯(lián)系,從而降低學(xué)習(xí)的難度。在這里主要要求學(xué)生掌握Proteus的界面組成、菜單、工具欄的使用方法以及電路原理圖的設(shè)計(jì)流程。
1.2布置任務(wù)書
數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)可以用多種元件來實(shí)現(xiàn),但為了便于組織教學(xué),在任務(wù)書中可對(duì)元件進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。任務(wù)書如下:設(shè)計(jì)要求:1)用Proteus畫出原理圖并進(jìn)行仿真調(diào)試2)在面包板上用6只LED數(shù)碼管輸出顯示時(shí)、分、秒3)寫出詳細(xì)的設(shè)計(jì)報(bào)告所用元器件:1)集成電路:74LS1606片,CD45116片,與非門74LS005片,CC7555定時(shí)器1片,2)電阻:10K電阻2個(gè)3)電容:47μF1個(gè),0.01μF1個(gè)4)其他:共陰極顯示器6片
1.3原理圖的設(shè)計(jì)與仿真
1)教師給出電路框圖,并分析各單元電路的功能。電路框圖是整個(gè)課程設(shè)計(jì)的總體框架,教師直接給出電路框圖,可以避免學(xué)生設(shè)計(jì)的盲目性,提高針對(duì)性,數(shù)字鐘的電路框圖如圖1所示2)電路原理圖的設(shè)計(jì)這項(xiàng)工作是整個(gè)課程設(shè)計(jì)的核心工作。第一步,教師可對(duì)學(xué)生學(xué)過的555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器、計(jì)數(shù)器、譯碼器及數(shù)碼管的知識(shí)進(jìn)行針對(duì)性的復(fù)習(xí),指導(dǎo)學(xué)生查閱74LS160、CD4511、74LS00及CC7555定時(shí)器的功能及引腳圖。第二步,學(xué)生根據(jù)教師給定的元件在Proteus平臺(tái)上行各單元電路原理圖的設(shè)計(jì)。可采用設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試交叉進(jìn)行的方法。按照由易到難的原則,可采用如下的設(shè)計(jì)順序:①振蕩器的設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試;②顯示器、譯碼器的設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試;③計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試。設(shè)計(jì)的基本操作步驟是:①選擇、放置元件;②設(shè)置元件的屬性;③連線。仿真調(diào)試的基本操作步驟是:①單擊仿真工具欄中的“開始”按鈕,即可進(jìn)行仿真;②系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)電路,如有錯(cuò)誤,會(huì)有出錯(cuò)提示?;蛘哌\(yùn)行結(jié)果不符合任務(wù)書要求時(shí),可單擊仿真工具欄上的停止按鈕;③修改電路;④再仿真,直至運(yùn)行結(jié)果符合要求為止。3)總電路的設(shè)計(jì)把上述已設(shè)計(jì)好的各單元電路按照電路框圖連接起來,即可得到總電路原理圖。4)總電路的仿真單擊仿真工具欄中的“開始”按鈕,即可進(jìn)行仿真,如有錯(cuò)誤,則對(duì)電路進(jìn)行修改,再進(jìn)行仿真,直至6只數(shù)碼管均能正常顯示時(shí)間為止。
1.4在面包板上完成搭建并調(diào)試
經(jīng)過前期在Proteus上的設(shè)計(jì)及仿真成功,已經(jīng)證明電路圖的正確性。在面包板上的搭建及調(diào)試,主要是鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,培養(yǎng)認(rèn)真細(xì)致的工作態(tài)度,熟練掌握常用儀器的使用方法。
2注意事項(xiàng)
題目的選取既要符合教學(xué)大綱的要求,能充分體現(xiàn)本課程所學(xué)的主要內(nèi)容,使學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中能綜合應(yīng)用所學(xué)的知識(shí),發(fā)揮基本技能,又要盡可能反映科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)水平,并且具有一定的實(shí)用性。就電子技術(shù)課程中有關(guān)數(shù)字邏輯方面的選題示例如下:①簡(jiǎn)易交通燈控制邏輯電路設(shè)計(jì);②波形發(fā)生器;③數(shù)字溫控儀;④搶答器電路設(shè)計(jì);⑤音樂彩燈控制器;⑥邏輯電路控制的公共汽車語(yǔ)音報(bào)站器。以上選題,除注意使學(xué)生的理論知識(shí),技能技巧得以鞏固加深,綜合和發(fā)展外,還考慮了設(shè)計(jì)的難易程度,工作量大小,元器件造價(jià)的高低等等因素。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,大規(guī)模集成電路越來越普及,專用集成電路大量涌現(xiàn),各種新的電子器件不斷問世,給課程設(shè)計(jì)帶來了勃勃的生機(jī),不僅大大減少了單元電路設(shè)計(jì)的工作量,也會(huì)把課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量推上新的水平。各種各樣的集成一體化電源的出現(xiàn),使設(shè)計(jì)人員減免了電源電路設(shè)計(jì)計(jì)算,器件組裝、電路調(diào)試諸項(xiàng)工作,只是適當(dāng)選型即可。數(shù)字顯示部件中的五合一電路CL413和LCL331等新產(chǎn)品,將計(jì)數(shù)、鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示五種功能集于一體,也大大減少計(jì)者的工作量,并且這些新產(chǎn)品具有功耗低,高可靠性、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),會(huì)大幅度提高設(shè)計(jì)電路的性能指標(biāo)。在設(shè)計(jì)中新產(chǎn)品新技術(shù)的應(yīng)用會(huì)大大縮短設(shè)計(jì)周期。所以,設(shè)計(jì)內(nèi)容也要不斷更新,難度、工作量、成本核算也要作相應(yīng)變更,與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步調(diào)一致。
簡(jiǎn)言之,設(shè)計(jì)選題的原則是,從生產(chǎn)和科研需要出發(fā),選擇既能全面考核學(xué)生掌握本課程所學(xué)知識(shí)的程度,能夠使學(xué)生加深并拓寬綜合理論知識(shí),又利于鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力的課題,同時(shí)還要考慮學(xué)校的課程設(shè)計(jì)資金情況和教學(xué)安排的時(shí)間。有些學(xué)生在電子技術(shù)方面起步較早,對(duì)實(shí)際電子電路比較熟悉,可鼓勵(lì)他們自選課題,由指導(dǎo)老師按教學(xué)要求進(jìn)行審定后實(shí)施。
保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵是充分發(fā)揮學(xué)生主體性
首先要明確課程設(shè)計(jì)的重要性。在指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)的動(dòng)員會(huì)上,筆者就向大家講明,我院工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè),只設(shè)置了“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”,這是學(xué)生在校期間進(jìn)行的唯一由自己設(shè)計(jì)、實(shí)施、完成實(shí)際電路的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練;大家應(yīng)該十分珍視這一理論用于實(shí)踐、指導(dǎo)實(shí)踐的極好機(jī)會(huì);成功的課程設(shè)計(jì),對(duì)學(xué)生一生工作都具有十分重要的指導(dǎo)意義。
其次,在向?qū)W生下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書的同時(shí),要強(qiáng)調(diào)課題在生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)用性,并結(jié)合任務(wù)書中列出的技術(shù)參數(shù)與目前生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的儀器設(shè)備進(jìn)行比較,指出設(shè)計(jì)課題的先進(jìn)性和科學(xué)性。
最后,要鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)識(shí)自己的價(jià)值,肯定自己的能力,樹立做好課程設(shè)計(jì)的信心。例如,揭示學(xué)生某些電路在實(shí)驗(yàn)課中已經(jīng)做過,并且做得不錯(cuò);提示學(xué)生某些設(shè)計(jì)在習(xí)題課上或作業(yè)中已進(jìn)行過單元電路參數(shù)的計(jì)算,邏輯電路的連接:使學(xué)生有一種似曾相識(shí)的感覺。
全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量
北京工商大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 付 揚(yáng)
【摘要】設(shè)計(jì)一種多路輸出的直流穩(wěn)壓電源。通過對(duì)220V電網(wǎng)電壓進(jìn)行降壓、整流、濾波,并以三端可調(diào)和固定輸出的集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓,得到多路電壓輸出。設(shè)計(jì)中依據(jù)Multisim仿真,通過不斷調(diào)試修改電路參數(shù),取得了理想的設(shè)計(jì)效果。該電源可以滿足多種工作電壓系統(tǒng)的需求,并在實(shí)際中得到很好地使用,具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】Multisim仿真;穩(wěn)壓電源;多路輸出
1.引言
在電子電路和電子設(shè)備中常常需要各種不同電壓的直流電源,但有些電源只有某一固定電壓輸出,或有些電源體積偏大,給一些便攜式電子產(chǎn)品及小型的電子系統(tǒng)使用帶來不變,基于此本設(shè)計(jì)研究一種多輸出便于攜帶的直流穩(wěn)壓電源,它將電網(wǎng)交流電變?yōu)楦鞣N需要的直流穩(wěn)壓電源。
為保證設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),電路基于Multisim仿真進(jìn)行設(shè)計(jì)。Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器公司推出的原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件,它具有較為詳細(xì)的電路分析功能,可以設(shè)計(jì)、測(cè)試和演示各種電子電路。
2.設(shè)計(jì)任務(wù)及方案
設(shè)計(jì)多路輸出直流穩(wěn)壓電源,即輸出±(1.25V~20V)任意可調(diào)電壓;輸出±12V電壓;輸出±5V電壓。
設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成,如圖1所示。其各部分主要完成的作用是:電源變壓器將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2;整流電路將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3;濾波電路將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4;穩(wěn)壓電路清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。
圖1 直流穩(wěn)壓電源框圖
3.單元電路設(shè)計(jì)
3.1 變壓器降壓和整流電路
220V交流電首先要降壓,以得到合適的電壓值,其降壓和整流電路如圖2所示。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù),需要降壓電路具有2路輸出,電源變壓器可選一次輸入220VAC,二次輸出2個(gè)繞組均為20V,其A點(diǎn)仿真波形如圖3所示,圖中兩條曲線分別為輸入交流電壓波形和降壓后的波形,A點(diǎn)相位與輸入相同,B點(diǎn)相位與輸入相反。
圖2 降壓和橋式全波整流電路
圖3 輸入波形和A點(diǎn)降壓波形
利用整流二極管的單向?qū)щ娦?,將降壓后雙向變化的交流電變成單向脈動(dòng)的直流電,常用的整流電路有單相半波整流電路與單相橋式整流電路兩種,本設(shè)計(jì)采用單相橋式整流電路,其仿真結(jié)果如圖4所示,圖中上面曲線為C點(diǎn)整流波形,下面曲線為D點(diǎn)整流波形。
圖4 整流電路仿真波形
設(shè)變壓器副邊電壓為:
(1)
整流輸出電壓平均值Uo:
(2)
由于每個(gè)周期內(nèi),D1、D4串聯(lián)與D2、D3串聯(lián)各輪流導(dǎo)通半周,所以每個(gè)二極管中流過的平均電流只有負(fù)載電流的一半,二極管截止時(shí),每個(gè)二極管承受的最高反向電壓就是變壓器次級(jí)交流電壓u2的最大值。
3.2 濾波
整流輸出的直流電壓脈動(dòng)分量比較大,為減小脈動(dòng),在整流電路之后加上濾波電路。本設(shè)計(jì)采用電容濾波,電容在高頻時(shí)容抗小,和負(fù)載并聯(lián),從而達(dá)到減小紋波的目的,電容濾波電路如圖5所示。
圖5 整流濾波電路
若濾波電路負(fù)載開路,則輸出電壓為。接入負(fù)載后,其輸出電壓取決于時(shí)間常數(shù)RLC,RLC 越大,Uo越高,脈動(dòng)越小,同時(shí)負(fù)載電流的平均值越大,整流管導(dǎo)電時(shí)間越短,二極管 iD的峰值電流越大,當(dāng)時(shí),工程上常取:
(3)
仿真波形如圖6所示,濾波后輸出電壓的脈動(dòng)程度大大減少,而且輸出電壓平均值U0提高了,上面曲線是C點(diǎn)波形,此時(shí)C為10μF電容,下面近乎直線是D點(diǎn)波形,C為4700μF電容濾波波形。
圖6 10μF和4700μF電容濾波波形
3.3 穩(wěn)壓電路
穩(wěn)壓電路采用三端集成穩(wěn)壓器,三端集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)引腳,即輸入端、輸出端、公共端。輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器有正輸出(LM78××)和負(fù)輸出(LM79××)兩個(gè)系列,以上各型號(hào)中的××表示輸出固定電壓值,一般有5V、6V、8V、12V、15V、18V、20V、24V等8種。輸出電壓可調(diào)的三端集成穩(wěn)壓器有LM317、LM117(輸出正電壓),LM337、LM137(輸出負(fù)電壓),其最大輸入電壓40V,輸出電壓范圍為⒈25~37V。
4.整體電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
整體電路設(shè)計(jì)如圖7所示,輸出±可調(diào)電壓由LM317和LM337的E、F輸出,其通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RW,輸出電壓可調(diào),其輸出電壓計(jì)算公式:
(4)
LM7812和LM7912輸出G、H分別為±12V,LM7805和LM7905輸出M、N分別為±5V,其正電壓E、G、M點(diǎn)輸出仿真如圖8所示,負(fù)正電壓F、H、N點(diǎn)輸出仿真如圖9所示,由仿真可見,實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計(jì)。
圖7 多路輸出穩(wěn)壓電源電路
圖8 分別為E、G、M點(diǎn)輸出電壓
圖9 分別為F、H、N點(diǎn)輸出電壓
5.結(jié)論
基于multisim的實(shí)現(xiàn)了直流穩(wěn)壓電源的降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了多種穩(wěn)壓輸出,其設(shè)計(jì)調(diào)試方便,達(dá)到理想設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)已經(jīng)使用到我們電子技能實(shí)訓(xùn)的各種電子系統(tǒng)中,使用方便,效果很好。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:興趣導(dǎo)向;項(xiàng)目教學(xué)法;教學(xué)實(shí)踐
中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)43-0226-02
興趣是最好的老師。大學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)及專業(yè)技能的提高,若以興趣對(duì)之加以引導(dǎo),無(wú)疑可以達(dá)到事半功倍的效果[1]。但是對(duì)于學(xué)習(xí)目標(biāo)不夠明確的學(xué)生,單憑一時(shí)的興趣難以在漫長(zhǎng)的學(xué)習(xí)過程中堅(jiān)持下去。特別是面對(duì)比較難學(xué)的課程,或者是需要反復(fù)訓(xùn)練才能掌握的技能時(shí),學(xué)習(xí)過程中難免會(huì)有學(xué)生感覺到枯燥和困難,甚至?xí)型痉艞?。因此,單憑初入門時(shí)的興趣和熱情是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如何在比較復(fù)雜的課程學(xué)習(xí)中保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并逐步引導(dǎo)其深入鉆研?這是教師在教學(xué)中值得重視的關(guān)鍵問題。甚者,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)某一課程、某一學(xué)習(xí)任務(wù)產(chǎn)生興趣并自覺深入學(xué)習(xí)是獲得良好教學(xué)成果的充分條件。本文擬分別以電子電路設(shè)計(jì)課程的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行比較研究,試圖找到并總結(jié)出相關(guān)教學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn),以改良教學(xué)軟環(huán)境,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性,提高學(xué)習(xí)效率,進(jìn)一步改善教學(xué)效果。
一、課程設(shè)置及教學(xué)任務(wù)簡(jiǎn)介
電子技術(shù)課程是在授課對(duì)象學(xué)習(xí)了電路原理的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步教授其電子學(xué)的原理以及電子電路分析及設(shè)計(jì)方法的課程。電子電路設(shè)計(jì)課程是電子技術(shù)課程應(yīng)用的延伸,以實(shí)踐教學(xué)為目標(biāo),要求教會(huì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的電子電路的理論知識(shí),自己選擇電子元器件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、繪制并制作出某種特定功能的電路以解決實(shí)際問題。在學(xué)生進(jìn)行電子電路的設(shè)計(jì)之前,首先要幫助其明確設(shè)計(jì)任務(wù)[2,3],也就是設(shè)計(jì)目標(biāo)電路所要完成或者實(shí)現(xiàn)的功能。并且根據(jù)這一設(shè)計(jì)任務(wù)及其相應(yīng)的關(guān)鍵影響因素,進(jìn)行電路方案的比較選擇。其中包括方案中的各個(gè)部分,如單元模塊電路以及各個(gè)模塊的接口的設(shè)計(jì),電路中元器件的選擇和參數(shù)計(jì)算等。結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件,根據(jù)設(shè)計(jì)作品將來的應(yīng)用環(huán)境及適用范圍等設(shè)計(jì)要求,綜合考慮選擇出最佳電路方案。然后畫出完整的系統(tǒng)電路圖,并制作電路板、完成調(diào)試應(yīng)用等系列工作。
二、相關(guān)教學(xué)活動(dòng)的組織
面對(duì)從未接觸過該學(xué)科的學(xué)生,教師的系統(tǒng)的知識(shí)傳授和學(xué)習(xí)指導(dǎo)必不可少。需要學(xué)生自己擴(kuò)充閱讀、查找文獻(xiàn);學(xué)生之間也需要相互學(xué)習(xí)、共同合作[4]。本文側(cè)重講解學(xué)生自主參與的有關(guān)教學(xué)組織情況及其教學(xué)效果。在下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)之前,以教師講解為主。系統(tǒng)地傳授電路原理知識(shí)、基本的電子元器件及其特性,電子電路的特性及基本的設(shè)計(jì)技巧等。此后,以教師指導(dǎo)為輔,學(xué)生合作學(xué)習(xí)為主,利用興趣和項(xiàng)目作為導(dǎo)向,組織開展電子電路的設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng):
1.下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí),首先要明確設(shè)定所要做的電子電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。以項(xiàng)目任務(wù)為引導(dǎo)。
2.根據(jù)學(xué)生興趣假定設(shè)計(jì)題目供選擇,并完成分組。其中,小組分配中注意人員學(xué)習(xí)基礎(chǔ)或性別的搭配及人數(shù)的均衡。
3.分組進(jìn)行討論、設(shè)計(jì),并分工合作,開展設(shè)計(jì),其中方案的選擇包括單元電路的設(shè)計(jì)和參數(shù)的計(jì)算以及元器件的選擇。
4.根據(jù)盡可能發(fā)揮小組成員中各自所長(zhǎng)的原則,分工合作進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)圖紙繪制、仿真、電子器件的采購(gòu)、焊接制板、編程控制、作品操作演示等各項(xiàng)工作。
5.進(jìn)行小組評(píng)比,其中引入競(jìng)爭(zhēng)合作機(jī)制,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。通過作品展示、講解、設(shè)計(jì)說明、答辯等一系列環(huán)節(jié),最終評(píng)定優(yōu)秀作品設(shè)計(jì)。
三、教學(xué)組織策略的分析及成果對(duì)比
傳統(tǒng)的教學(xué)安排主要以課堂講授系為主。學(xué)生自主參與的意識(shí)不強(qiáng)。學(xué)生理論知識(shí)的掌握比較好,學(xué)生對(duì)電子電路的設(shè)計(jì)往往只停留在仿真的階段。對(duì)于實(shí)際問題的體會(huì)和解決等鍛煉遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。甚至由于學(xué)生的自覺性差,電路圖紙的繪制可能不完整,電子元器件的選擇、電子電路的制作和調(diào)試等環(huán)節(jié)往往容易被忽略。通過對(duì)先后2009及2010兩個(gè)年級(jí)相同專業(yè)的班級(jí)(兩個(gè)班級(jí)人數(shù)、性別比例、生源、基礎(chǔ)成績(jī)相差不大,具有可比性)采用不同的教學(xué)方式,將其各項(xiàng)能力的培養(yǎng)和教學(xué)效果的調(diào)研反饋結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。2009級(jí)學(xué)生掌握的程度反饋(按百分比)如下:理論85%;繪圖70%;仿真90%;制板10%;調(diào)試8%。10級(jí)學(xué)生掌握的程度反饋(按百分比)如下:理論89%;繪圖90%;仿真85%;制板95%;調(diào)試75%。明顯發(fā)現(xiàn),以興趣和項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)方式,無(wú)論是對(duì)學(xué)生的圖紙繪制、電路板的制作、電路故障查找及調(diào)試等實(shí)踐能力都有更大的提高。即使是對(duì)于理論知識(shí)的理解,后者由于通過實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉和相關(guān)討論,促進(jìn)學(xué)生加強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的進(jìn)一步理解。特別是通過引入競(jìng)爭(zhēng)合作機(jī)制,加強(qiáng)小組成員之間的合作交流,以及小組與小組之間的比較和相互學(xué)習(xí),使各環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)效果明顯增強(qiáng)。值得一提的是,由于所設(shè)計(jì)的電路比較簡(jiǎn)單,部分學(xué)生不夠自覺,沒有嚴(yán)格按照要求去做,仿真環(huán)節(jié)的鍛煉不夠。教學(xué)時(shí)間和設(shè)計(jì)題目的局限性,需要敦促學(xué)生加強(qiáng)對(duì)于仿真的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步提高。
四、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)
1.以學(xué)生為中心的興趣驅(qū)動(dòng)大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。雖然教師的講授在前,在之后整個(gè)設(shè)計(jì)過程中任意環(huán)節(jié)里,教師的引導(dǎo)必不可少。尤其在學(xué)生遇到困難時(shí),如何幫助學(xué)生,通過問題的解決和進(jìn)步來鞏固學(xué)習(xí)的熱情,進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)的積極性,是教學(xué)全過程教師都需要重點(diǎn)監(jiān)控的問題。
2.以項(xiàng)目式的任務(wù)驅(qū)動(dòng)促使學(xué)生加強(qiáng)實(shí)踐,幫助學(xué)生鞏固了所學(xué)的理論知識(shí),大大提高了解決問題的能力。
3.引入的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制和團(tuán)隊(duì)合作相結(jié)合,一方面,可以促使組員之間相互溝通和共同協(xié)作,有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和責(zé)任心。這也是職業(yè)人才的必備素養(yǎng)之一。另一方面,小組之間的競(jìng)爭(zhēng)和相互比照,可以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí),并能客觀地看到自身的不足,有利于設(shè)計(jì)的改進(jìn)和提高。另外,這種相互學(xué)習(xí)的方式,也有利于彌補(bǔ)師生比例存在較大差異時(shí),教師精力有限,指導(dǎo)不足的缺陷。
4.以興趣與項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性,對(duì)于學(xué)生持續(xù)地鉆研探索也有一定的幫助,可以明顯提高其學(xué)習(xí)效率,改良教學(xué)軟環(huán)境,改善教學(xué)效果。
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